ST baru saja diluncurkan ST4SIM, eSIM pertama kami yang bersertifikasi GSMA untuk IoT industri dan konsumen serta otomotif. Kami memutuskan untuk merilis perangkat ini untuk menawarkan cara yang lebih fleksibel bagi para insinyur dalam menggunakan jaringan seluler. Revolusi eSIM terus mendorong pertumbuhan aplikasi seluler dengan memberikan kebebasan kepada pengembang. Memang, alih-alih terikat pada satu operator, eSIM bisa dengan mudah berpindah ke penyedia jaringan lain. Peluncuran keluarga baru ST4SIM hadir dengan beberapa model. Beberapa memiliki konfigurasi dasar (ST4SIM-100x), sementara yang lain bersertifikat GSMA (ST4SIM-200x), memiliki kemampuan kriptografi (ST4SIM-x10), atau bahkan sertifikasi otomotif (ST4SIM-xxxA). Versi 5G sedang dalam proses. Oleh karena itu, mari kita jelajahi eSIM terbaru ST, yang pertama modul, forum pertamanya, dan lihat bagaimana mereka memecahkan tantangan untuk membuat jaringan seluler lebih mudah diakses oleh para insinyur IoT.
ST4SIM dan Tantangan Desain
Perangkat atau Solusi Efisiensi
ST4SIM sesuai dengan GSMA M2M serta spesifikasi SIMalliance, dan mendukung 4G (LTE), CAT-M, dan NB-IoT, antara lain. Hasilnya, para insinyur mengetahui bahwa ST4SIM baru kompatibel dengan hampir semua jaringan dan operator di seluruh dunia. Selain itu, eSIM baru tersedia di WLCSP dan MFF2, di antara paket lainnya. Jejak kecil dan efektivitas biaya dalam volume tinggi dari paket skala chip tingkat wafer menjadikannya favorit dalam aplikasi industri. Di sisi lain, MFF2 adalah paket yang sangat standar yang akan menarik para insinyur yang sudah bekerja pada aplikasi seluler.
Salah satu alasan yang mendorong ST untuk memasuki arena eSIM adalah untuk membantu para insinyur membuat aplikasi yang lebih efisien. Tim desain terkadang kesulitan untuk mengoptimalkan kinerja dan konsumsi daya koneksi seluler mereka. Selain itu, karena produk IoT sering mengandalkan baterai kecil, pengoptimalan yang buruk memiliki efek bola salju, terutama ketika beberapa produk harus bertahan sepuluh tahun di lapangan dengan satu baterai. Salah satu cara ST4SIM memecahkan masalah ini adalah dengan menawarkan protokol ISO/IEC 7816 antara eSIM dan modem. Akibatnya, ketika yang terakhir masuk ke mode tidur (mode hemat daya (PSM) atau penerimaan terputus yang diperpanjang dalam mode siaga (i-eDRX), eSIM dapat dimatikan untuk efisiensi energi yang lebih besar. Demikian pula, ST4SIM juga memiliki antarmuka SPI untuk memungkinkan mikrokontroler berkomunikasi lebih efisien dengan elemen amannya.
Modul atau Solusi Integrasi
Untuk membuat eSIM baru lebih mudah diakses, Murata meluncurkan modul LBAD0ZZ1SE yang mencakup ST4SIM-200M, STM32L462, dan modem seluler LTE Cat M1/NB-IoT. Komponen ini memecahkan banyak tantangan desain dan menawarkan mikrokontroler yang cukup kuat untuk menangani sebagian besar aplikasi IoT. Akibatnya, dimungkinkan untuk membuat solusi yang tidak memerlukan MCU tambahan. Modul ini bahkan menyertakan 1 MB Flash tambahan di atas Flash 32 KB STM4L512 dan RAM 160 KB, yang akan cukup untuk memproses data dari sensor dan mengirimkannya ke cloud, sementara konsumsi daya MCU hanya 2 A dalam mode STOP akan memastikan masa pakai baterai yang lama.
Modul menerima sertifikasi GCF/PTCRB, yang menandakan bahwa modul ini mengintegrasikan semua komponen yang diperlukan, termasuk konektor antena dan regulator daya (LDO). Oleh karena itu, tim hanya perlu menyambungkan antena ke konektor Fl dan ke baterai yang mampu menghasilkan 3.3 V. Oleh karena itu, konfigurasi sangat mudah, melewati banyak kerumitan bawaan yang terkait dengan eSIM. Pengembang cukup menggunakan antarmuka bus STM32 (SPI, UART, atau I2C) untuk memanfaatkan modul dengan cepat.
ST4SIM dan Tantangan Implementasi
B-L462E-CELL1 atau Solusi Perangkat Keras
B-L462E-CELL1, yang hadir sebagai alternatif dari P-L496G-CELL02 yang diluncurkan pada tahun 2018, berfungsi sebagai cara tercepat untuk bereksperimen dengan modul Murata dan sebagai desain referensi untuk membuat produk baru dengan cepat. Memang, para insinyur dapat mempelajari skema ST saat mereka mengerjakan PCB mereka dan menggunakan papan untuk memulai aplikasi mereka. Misalnya, hanya menggunakan uses STM32L4 dalam modul untuk membantu desainer mengukur kebutuhan mereka terhadap salah satu MCU paling populer untuk kasus penggunaan semacam ini. Ada juga slot bagi tim untuk menggunakan kartu SIM plastik operator mereka. B-L462E-CELL1 akan secara otomatis mendeteksi dan menggunakannya untuk kenyamanan yang lebih besar. Demikian pula, kami menyertakan Layar OLED 0.96 inci untuk mengaktifkan aplikasi untuk menampilkan informasi tertentu, seperti nama operator, kekuatan sinyal (RSSI), atau waktu dan tanggal yang diterima dari Internet.
Kehadiran a CODEC audio berdaya rendah pada B-L462E-CELL1 mungkin mengejutkan beberapa orang. ST memutuskan untuk menambahkannya, bersama dengan Mm jack 3.5 untuk headset, karena modul memang menyediakan beberapa Fitur VoIP. Namun, pengembang harus menghubungi Murata untuk membukanya. Discovery Kit juga mencakup port STMod+ untuk menghubungkan papan ekspansi lainnya dengan lebih mudah dan memfasilitasi pembuatan prototipe. Kami juga menyertakan segudang sensor untuk memungkinkan tim mengembangkan aplikasi yang dapat memantau kondisi lingkungan dari jarak jauh. Akhirnya, pengguna dapat memberi daya pada papan melalui Port USB atau tiga baterai AAA. Akibatnya, dimungkinkan untuk menggunakan papan di lapangan dengan lebih mudah. Selain itu, sistem dapat secara otomatis mendeteksi dari mana daya berasal tanpa memindahkan jumper.
Truphone atau Solusi Paket Seluler
Setelah teknisi mendapatkan B-L462E-CELL1, mereka dapat langsung menikmati koneksi seluler berkat ST Authorized Partner Truphone. Operator jaringan virtual seluler menawarkan 50 MB data dan beberapa kemampuan SMS gratis selama 90 hari. Kotak berisi B-L462E-CELL1 akan berisi instruksi tentang cara mendaftar dan mengaktifkan paket data menggunakan portal web Truphone. Kami menambahkan video di bawah ini untuk menunjukkan cara mendapatkan ICCID eSIM dari terminal serial sebelum proses aktivasi. Modem LTE Cat M/NB-IoT dari modul ini juga memungkinkan untuk digunakan sebaik mungkin teknologi tersedia.
Pembaca dapat memeriksa halaman cakupan Truphone untuk melihat protokol seluler apa yang tersedia di negara mereka. Selain itu, ST juga bekerja sama dengan penyedia tambahan. Platform Konektivitas Truphone memungkinkan pengguna untuk mengunduh dan mengaktifkan profil dari operator seluler seperti yang ditentukan oleh GSMA. Akibatnya, insinyur harus mengharapkan dukungan yang kuat di seluruh dunia dan, dalam banyak kasus, pengakuan otomatis dari operator mereka their. Selain itu, pelanggan yang ingin memverifikasi layanan Penyediaan SIM Jarak Jauh dapat menghubungi tim dukungan Truphone atau ST untuk informasi lebih lanjut.
X-CUBE-CELLULAR atau Solusi Perangkat Lunak
Aspek penting lain dari ekosistem pengembangan ST adalah X-CUBE-SELULER paket ekspansi perangkat lunak. Salah satu kekuatannya berasal dari lapisan abstraksi yang memungkinkan para insinyur untuk beralih ke modem yang berbeda dengan sebagian besar mengkompilasi ulang dengan driver modem target yang disediakan oleh ST. X-CUBE-CELLULAR juga mendukung lapisan abstraksi komunikasi dengan ST4SIM. Pengembang hanya perlu menggunakan antarmuka ISO melalui modem atau komunikasi langsung melalui SPI. Seperti biasa, X-CUBE-CELLULAR menawarkan contoh aplikasi. Misalnya, pengembang dapat menggunakan perangkat lunak ST untuk mengirim perintah ping atau pesan gema TCP dan UDP untuk mengevaluasi kualitas komunikasi ujung ke ujung melalui Internet dengan memeriksa latensi. Selain itu, Wiki tentang X-CUBE-CELLULAR akan memandu pengembang melalui petunjuk, kiat, dan pertanyaan yang paling sering diajukan. Memang paket ini menawarkan fitur ekstensif yang ditujukan untuk sangat memudahkan pengembangan aplikasi.
Middleware X-CUBE-CELLULAR mengelola konfigurasi konektivitas seluler dan menjaga ketersediaan layanan. Misalnya, ia memilih SIM yang tepat berdasarkan kebijakan yang ditentukan oleh pengguna akhir dan mengonfigurasi APN yang sesuai. X-CUBE-CELLULAR kemudian akan menginstruksikan modem untuk terhubung ke jaringan seluler dan akan memantau semua kejadian status jaringan. Bahkan akan menginformasikan aplikasi kesiapan layanan seluler untuk konektivitas data untuk menghindari polling status jaringan. Pelanggan juga dapat menggunakan middleware untuk memanfaatkan elemen aman ST4SIM untuk menyimpan informasi sensitif. Menangani sertifikat dan kunci untuk penyiapan yang aman dan komunikasi terenkripsi melalui Internet (TLS atau DTLS) menjadi lebih sederhana. Paket perangkat lunak juga mendukung peralihan SIM jarak jauh menggunakan platform Penyediaan SIM Jarak Jauh eSIM dari Truphone. Paket X-CUBE-CELLULAR hanya memantau kejadian pergantian SIM untuk mengkonfigurasi ulang sistem dan menghubungkannya kembali ke jaringan.
Cara Baru Bekerja di Aplikasi Seluler
Terlalu banyak tim sering meremehkan kompleksitas di balik pengembangan solusi seluler. Secara tradisional, para insinyur perlu mempelajari perintah AT untuk setiap vendor modem dan menulis aplikasi di sekitarnya. Pengembang juga harus mengadopsi paradigma pemrograman defensif yang ketat untuk memastikan ketahanan sistem mereka terlepas dari masalah yang mungkin timbul. Misalnya, jika jaringan terputus, kode mungkin perlu melakukan polling status jaringan untuk membangun kembali koneksi. Middleware X-CUBE-CELLULAR melakukan semua ini atas nama aplikasi dan memungkinkan pengembang untuk menangani konektivitas seluler seperti yang mereka lakukan dengan protokol IP sederhana.
Paket ini bahkan mendukung antarmuka standar berdasarkan soket BSD yang populer untuk menjadikannya lebih intuitif. Ini juga mempermudah integrasi solusi pihak ketiga. Hasilnya, ST bekerja sama dengan anggota Program Mitra yang telah mengintegrasikan middleware cloud mereka, seperti LwM2M, di atas X-CUBE-CELLULAR.